Это своего рода продолжение этой темы: Разгон моей зубной щетки
С тех пор я измерил некоторые цифры с помощью своего цифрового мультиметра. Помните, что это крошечный щеточный двигатель постоянного тока в зубной щетке за 5 долларов, которую я использую с литий-марганцевым элементом 3,7 В.
Изношенный двигатель измеряет 4,1 Ом с цифровым мультиметром. Двигатель, который использовался только для разрядки щелочного элемента, имеет сопротивление 3,8 Ом.
Оба двигателя потребляют более 500 мА при прямом питании от элемента питания 3,7 В. Это имеет смысл, так как на основе сопротивления, которое я измерил ранее, я мог ожидать около 1 А, если оно не изменится во время работы двигателя. Я действительно не хочу изнашивать этот двигатель, видя, сколько фактических ампер он потребляет, но я, вероятно, должен сделать это во имя науки.
Тем не менее это приводит к вопросу о том, какие факторы определяют эффективное сопротивление двигателя во время его работы. Останется ли он прежним? увеличивать? снижаться?
Кстати, я собираюсь последовательно подключить резистор 4,7 Ом внутри зубной щетки, чтобы отрегулировать ток примерно до 300 мА. Это должно рассеивать около 0,42 Вт, а резистор рассчитан на 0,5 Вт ... Посмотрим, продлит ли работа двигателя «всего» 300 мА его жизнь или нет.
Редактировать: это придется подождать до завтра, потому что мне нужно выломать дремель, чтобы сделать полость для резистора.
Существует слишком много переменных и моторных типов, чтобы ответить на этот универсальный вопрос без очень большого ответа.
Двигатели бытовой техники обычно имеют расчетный срок службы, основанный на ожидаемом использовании и желаемом сроке службы. например, автомобильные стеклоочистители могут быть рассчитаны, скажем, на 10% часов работы автомобиля. Следующие цифры "вылетели из головы для примера". Не стесняйтесь подставлять свои собственные предположения. Если целевое использование транспортного средства составляет 15000 км/год при средней скорости 50 км/час, это 15000/50 = 300 часов, поэтому использование стеклоочистителей при 10% = 30 часов, поэтому срок службы 10 лет = расчетный срок службы двигателя стеклоочистителя 300 часов. Вы можете решить удвоить или утроить это значение, если вы не хотите, чтобы ваши автомобили были известны незначительными неисправностями деталей по мере их старения, или можете оставить все как есть, если вам важны продажи на вторичном рынке. У пользователей, живущих в районах с сильным дождем, могут возникнуть проблемы.
Двигатель вашей зубной щетки рассчитан на довольно короткий срок службы. Поскольку это щеточный двигатель, у вас есть износ коллектора и износ щеток, а держатели втулок должны работать в условиях высокой вибрации, но не должны стоить больше, чем можно помочь. Обмотки могут удерживаться на месте с помощью клея, который будет нагреваться. Работа при избыточном напряжении вызовет значительный дополнительный нагрев I^2R и может привести к разрушению обмоток намного раньше, чем предполагалось.
Особенно в более крупных двигателях, но вполне возможно, что в вашем маленьком одноядерном железе будет спроектировано так, чтобы оно находилось на верхнем конце кривой намагничивания BH, чтобы сталь использовалась эффективно. Избыточное напряжение, которое увеличивает мощность усилителя сердечника, скажем, на 10%, может привести к очень существенному насыщению сердечника, потере магнитного поля и высокому току, что приведет к дополнительным ампер-виткам, что, в свою очередь, приведет к ... . .
Подшипники рассчитаны на определенный срок службы, а более высокие обороты могут вызывать больший нагрев, смазка может быстрее сбрасываться с поверхностей подшипников, а также могут обнаруживаться резонансы, влияющие на срок службы двигателя, но не встречающиеся при более низких оборотах.
В случае с вашими небольшими двигателями увеличение сопротивления при использовании может быть связано с повышенным сопротивлением коммутатора к щетке, так как поверхности окисляются, неравномерный износ коммуникатора изменяет доступную площадь поверхности, натяжение щетки может упасть, поскольку щетки укорачиваются, поэтому давление пружины уменьшается, а сами пружины могут терять напряжение.
Или нет :-).
т.е. это некоторые из возможных факторов.
Насколько актуален каждый из них, необходимо определить на практике.